Узел гибких трубопроводов
Изобретение относится к поворотным соединениям магистральных трубопроводов, подводящих рабочее тело к двигателям систем коррекции космических аппаратов или осуществляющих транзит теплоносителя систем терморегулирования на раскрываемые элементы системы. Изобретение обеспечивает оптимизацию габаритных характеристик конструкции гибких трубопроводов и элементов их закрепления, которая позволяет использовать несколько трубопроводов в условиях ограниченного свободного пространства. Узел гибких трубопроводов содержит подвижные относительно друг друга части конструкции с монтажными средствами крепления, гибкие трубопроводы, закрученные в неразъемные спирали, причем гибкие трубопроводы расположены соосно оси вращения подвижных частей конструкции и закреплены монтажными средствами за прямолинейные участки. 2 ил.
Изобретение относится к машиностроению и другим, связанным с ним, областям техники, в частности, к космонавтике, а именно: к поворотным соединениям магистральных трубопроводов, подводящих рабочее тело к двигателям систем коррекции космических аппаратов либо осуществляющих транзит теплоносителя систем терморегулирования на раскрываемые элементы системы.
Из существующего уровня техники известно «Шарнирное соединение трубопроводов» (патент RU №2137973, кл. F16L 27/06, опубликовано 20.09.1999). Шарнирное соединение трубопроводов относится к поворотным соединениям трубопроводов. Корпус выполнен в виде трубы, на которой расположены шарнирные петли сопряженных деталей (створок, панелей и т.п.). Внутри трубы размещены трубопроводы, которые одними концами жестко соединены с одной из сопрягаемых деталей, а противоположными концами жестко связаны с другой сопрягаемой деталью, ориентированные и поддерживаемые внутри корпуса сепараторами. При повороте сопрягаемых деталей в противоположные стороны на требуемый угол трубопроводы скручиваются на тот же угол. Поворот сопрягаемых деталей происходит в пределах упругости самого материала трубопроводов без нарушения его целостности.
Недостатками аналога являются ограниченный ресурс и не значительные углы поворота при малых длинах трубопроводов.
В качестве прототипа было выбрано изобретение «Узел гибких трубопроводов» (патент RU №2257507, кл. F16L 27/00, опубликовано 27.07.2005). Узел гибких трубопроводов предназначен для использования в области космического машиностроения. Узел гибких трубопроводов содержит две подвижные относительно друг друга части конструкции с монтажными средствами для крепления гибких трубопроводов. Монтажные средства выполнены в виде фланцев. Трубопроводы размещены внутри фланцев с возможностью проворота относительно них и друг друга. Трубопроводы закручены в сплошные неразъемные спирали. Последние коаксиальны относительно друг друга и фланцев и закреплены на этих фланцах. Обеспечивается уменьшение механического сопротивления при повороте одной части конструкции относительно другой части (или платформы) на необходимый угол при непрерывной подаче рабочего тела.
Недостатками прототипа являются значительные габариты и сложность конструкции монтажных средств, выполненных в виде фланцев, увеличивающие габариты всего узла, что в свою очередь требует дополнительного свободного пространства для их размещения.
Задача, решаемая данным изобретением, заключается в оптимизации габаритных характеристик конструкции гибких трубопроводов и элементов их закрепления, которая позволяет использовать несколько трубопроводов в условиях ограниченного свободного пространства.
Данная задача решается за счет того, что узел гибких трубопроводов содержит подвижные относительно друг друга части конструкции с монтажными средствами крепления, гибкие трубопроводы, закрученные в неразъемные спирали. При этом гибкие трубопроводы расположены соосно оси вращения подвижных частей конструкции и закреплены монтажными средствами за прямолинейные участки.
Технический результат заключается в снижении габаритно-массовых характеристик за счет расположения предлагаемых гибких трубопроводов коаксиально оси вращения внутри подвижных частей конструкции без дополнительных элементов защиты в условиях ограниченного свободного пространства.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен гибкий трубопровод, на фиг. 2 изображены гибкие трубопроводы в составе поворотного механизма.
Узел гибких трубопроводов содержит подвижные относительно друг друга части конструкции 1 и 2, монтажные средства крепления, выполненные в виде ложементов 3, гибкие трубопроводы 4, закрученные в неразъемные спирали. При этом гибкие трубопроводы 4 расположены коаксиально оси 6 вращения механизма поворота и закреплены за прямолинейные участки 7 на подвижных частях конструкции 1 и 2 в ложементах 3 с помощью прижимов 5. При работе механизма поворота одна из частей конструкции 1 и 2 поворачивается относительно другой на определенный угол. Вместе с ней поворачиваются ложементы 3 гибких трубопроводов 4, разворачивая, либо сворачивая спирали гибких трубопроводов 4, закрепленных на них.
Диапазон углов поворота элементов конструкции расположен в пределах упругости материала трубопровода. Адаптация рабочего диапазона вращения трубопровода под нужды конкретного механизма поворота осуществляется вариациями длины трубопровода в спирали и диаметра самой спирали. Спираль трубопровода обладает достаточной жесткостью и несущей способностью для сохранения работоспособности под воздействием внешних вибрационных нагрузок. Данная конструкция обеспечивает многократный цикл поворота одной части механизма поворота относительно другой на необходимый угол в ту или другую сторону относительно нулевого положения, при непрерывной подаче рабочего тела. Изобретение позволяет применять гибкие трубопроводы для механизмов поворота как разового срабатывания, так и для конструкций с циклической работой. Ввиду наличия остаточных сил упругости при многократном повороте конфигурация трубопровода в свободном состоянии соответствует «нулевому» положению механизма поворота, а при разовом повороте конфигурация спирали соответствует конечному состоянию конструкции, что уменьшает момент сопротивления повороту и необходимое усилие, прикладываемое к механизму поворота.
Узел гибких трубопроводов, содержащий подвижные относительно друг друга части конструкции с монтажными средствами крепления, гибкие трубопроводы, закрученные в неразъемные спирали, отличающийся тем, что гибкие трубопроводы расположены соосно оси вращения подвижных частей конструкции и закреплены монтажными средствами за прямолинейные участки.
